(57)【要約】【課題】本発明は、照射光の色むらを低減し、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を抑制した半導体発光装置を提供することにある。【解決手段】分離された３つのボンディングパッド６ａ、６ｂ、６ｃのうち、中央に位置するボンディングパッド６ａに、材料および構造が同一で大きさもほぼ等しいがＰＮ電極の方向および配向特性が異なる２種類の発光素子３ａ、３ｂをダイボンディングし、最外側に位置するボンディングパッド６ｂに発光素子３ｂをダイボンディングした。この場合、発光素子３ａの配向は略逆円錐形状、発光素子３ｂの配向は略円錐形状を呈する。そして、中央のボンディングパッド６ａに載置された発光素子３ａと最外側のボンディングパッド６ｂに載置された発光素子３ｂの夫々のワイヤボンディング側電極同士にボンディングワイヤ８をステッチボンディングした。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一平面上に複数の半導体発光素子が実装され、該半導体発光素子が少なくとも１種以上の蛍光体を含有する透光性樹脂からなる封止樹脂で樹脂封止されてなる半導体発光装置であって、前記半導体発光素子は材料および構造が同一で配向特性が異なる２種類で構成され、互いに隣り合う前記半導体発光素子同士は異なる配向特性を有していることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記配向特性は略円錐形状および略逆円錐形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は一列状またはマトリックス状に配置されており、前記配置が一列状の場合は最外側部に位置する半導体発光素子は略円錐形状の配向特性を有し、前記配置がマトリックス状の場合は各角部に位置する半導体発光素子は略円錐形状の配向特性を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子のうち、ダイボンディングする側の電極同士が電気的に接続されていない互いに隣り合う前記半導体発光素子同士はボンディングワイヤで接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置に関するものであり、詳しくは、発光源となる半導体発光素子を複数個実装してなる半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子（以下、発光素子と略称する）は、外形寸法が小さいために発光光量が少なく、且つ点光源に近い光学特性を有している。そのため、発光素子を発光源とする半導体発光装置は、例えば液晶バックライト、プリンタ用読取光源、パネル照明装置、一般照明装置、および各種インジケータ等に組み込むにあたって、必要な照射光量を確保するために発光スペクトル分布および配向特性がほぼ等しい複数の発光素子が実装される。
【０００３】
更に、発光素子を、透光性樹脂に１種類以上の蛍光体を含有する封止樹脂で樹脂封止することによって、発光素子から出射された光で蛍光体を励起して波長変換し、発光素子から出射された光とは異なる色度の光を照射するような半導体発光装置も提案されている。
【０００４】
例えば、発光素子から出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体を用いることにより、発光素子から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、発光素子から出射された青色光との加法混色によって白色光に近い色度の光を得ることができる。
【０００５】
同様に、発光素子から出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する２種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、発光素子から出射された青色光の一部が蛍光体を励起することによって波長変換された緑色光及び赤色光と、発光素子から出射された青色光との加法混色によって白色光にほぼ等しい色度の光を得ることができる。
【０００６】
また、発光素子から出射される光が紫外光の場合、紫外光に励起されて青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する３種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、発光素子から出射された紫外光が蛍光体を励起することによって波長変換された青色光、緑色光および赤色光の加法混色によって白色光にほぼ等しい色度の光を得ることができる。
【０００７】
更に、発光素子から出射される光と蛍光体とを適宜に組み合わせることによって白色光にほぼ等しい、あるいは白色光に近い色度の光以外の種々な色度の光を得ることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２８５８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、発光素子は半導体材料および構造が同一であっても外形形状、大きさが異なれば発光素子から出射する光の配向特性も異なる。また、外形形状、大きさが同一であっても電極の形状、大きさが異なると配向特性も異なる。特に、発光素子の光出射面側の電極の影響が大きい。
【０００９】
例えば、材料および構造が同一（発光スペクトル分布が同一）で大きさもほぼ等しく、外形形状だけが図１に示すような略直方体形状の発光素子Ａ、図２に示すような略四角錐台形状の発光素子Ｂおよび図３に示すような略逆四角錐台形状の発光素子Ｃの異なる３種類の発光素子について、夫々の配向特性は、発光素子Ａが図４のような略球体形状、発光素子Ｂが図５のような略逆円錐形状、発光素子Ｃが図６のような略円錐形状を呈する。
【００１０】
そこで、発光スペクトル分布および配向特性がほぼ等しい複数の発光素子を実装して、該発光素子を透光性樹脂に１種類以上の蛍光体を含有する封止樹脂で樹脂封止した半導体発光装置は、従来図１４および図１５に示す構成のものが提案されている。図１４は正面図、図１５は図１４のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
それは、リードフレーム５０を樹脂によってインサート成形して得られたパッケージの樹脂成形体部（以下、ランプハウス５１と称する）に開口５２を有する凹部５３が形成されており、凹部５３内底面には分離した４本のリードフレーム５０の夫々の一方の端部となる４つのボンディングパッド５４が一列状に露出しており、そのうち最外側の一対のボンディングパッド５４は夫々延長されてランプハウス５１内を経て該ランプハウス５１の外周面から外部に導出され、リードフレーム５０の夫々の他方の端部となる一対の外部接続端子５５はランプハウス５１の外周面に沿って位置している。
【００１２】
そして、凹部５３内底面に露出した３つのボンディングパッド５４上には夫々導電性接合部材（図示せず）を介して図３の発光素子Ｃ５６がダイボンディングされ、発光素子Ｃ５６の下側電極と該発光素子Ｃ５６が載置されたボンディングパッド５４との電気的導通が図られている。
【００１３】
一方、発光素子Ｃ５６の上側電極と該発光素子Ｃ５６が載置されたボンディングパッド５４と隣り合うボンディングパッド５４にはボンディングワイヤ５７がワイヤボンディングされ、発光素子Ｃ５６の上側電極と前記ボンディングワイヤ５７がワイヤボンディングされたボンディングパッド５４の電気的導通が図られている。
【００１４】
さらに、凹部５３内には透光性樹脂に１種類以上の蛍光体を含有する封止樹脂５８が充填されており、発光素子Ｃ５６およびボンディングワイヤ５７を樹脂封止している。
【００１５】
また、同様の構成からなる他の従来例として、図１６および図１７に示す半導体発光装置も提案されている。図１６は正面図、図１７は図１６のＡ−Ａ断面図である。この半導体発光装置は、上述した半導体発光装置に対して、発光素子Ｃ５６の替わりに図２の発光素子Ｂ５９を実装したことだけが異なる。
【００１６】
いずれの従来の半導体発光装置も発光素子５６、６９は電気的に直列に接続されており、ランプハウス５１から導出してランプハウス５１の外周面に沿って位置する一対の外部接続端子５５間に電圧を印加することによって全ての発光素子５６、５９を発光させることができる。
【００１７】
この場合、発光素子Ｃは図６に示す配光特性を有し、発光素子Ｂは図５に示す配向特性を有しており、夫々の発光素子を実装した上記従来の２種類の半導体発光装置は、夫々図１５および図７に示す配向特性を有している。
【００１８】
このうち、発光素子Ｃを複数実装した図１５の半導体発光装置の配向特性には、隣り合う発光素子Ｃの間に、図中に示すような互いの配向が大きく重なる領域が存在する。ところが、このような配向の重なる領域が存在することによって半導体発光装置として以下のような問題が発生する。
【００１９】
まず、この領域は発光素子Ｃの光軸方向近傍など他の領域よりも発光素子Ｃから出射した光の到達光量が多く、発光素子Ｃを覆う封止樹脂に含有された蛍光体で波長変換された光の量も他の領域よりも多くなる。
【００２０】
すると、例えば発光素子Ｃから出射される光が青色光で、且つ青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体を用いて白色光に近い色度の光を得る場合、半導体発光装置を照射方向から観視すると発光素子Ｃの位置するエリアからは該発光素子Ｃの光源色が強いために青みがかった白色光が照射され、発光素子Ｃ同士の間のエリアからは波長変換光が強いために黄色みがかった白色光が照射されることになり、結果として、色むらのある半導体発光装置となってしまう。
【００２１】
また、光のなかでも比較的エネルギーの高い青色光の照射を局所的に受けた、封止樹脂を構成する透光性樹脂および蛍光体は、他の領域の透光性樹脂および蛍光体よりも劣化速度が速い。
【００２２】
そのため、透光性樹脂の経時劣化に起因して該樹脂の透過率が低下すると共に変色が発生し、同様に蛍光体の経時劣化に起因して該蛍光体の波長変換効率が低下する。その結果、半導体発光装置には、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を要因とする種々の問題が発生する。
【００２３】
具体的には、封止樹脂を構成する透光性樹脂および蛍光体の局所的な劣化速度の違いによって、半導体発光装置の駆動累積時間と共に輝度むらおよび色度むらが顕著になる。
【００２４】
一方、発光素子Ｂを複数実装した図１７の半導体発光装置の配向特性にも、隣り合う発光素子Ｂの間に、図中に示すような互いの配向が大きく重なる領域が存在する。
【００２５】
更に、図中に示すように発光素子Ｂからの到達光量の少ない領域も存在する。この領域は蛍光体による波長変換光が少ないために発光装置の色むらを発生させる要因となる。
【００２６】
従って、この半導体発光装置においても上記同様に、照射光の色むらと共に、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を要因とする種々の問題が発生する。
【００２７】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、照射光の色むらを低減し、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を抑制した半導体発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、略同一平面上に複数の半導体発光素子が実装され、該半導体発光素子が少なくとも１種以上の蛍光体を含有する透光性樹脂からなる封止樹脂で樹脂封止されてなる半導体発光装置であって、前記半導体発光素子は材料および構造が同一で配向特性が異なる２種類で構成され、互いに隣り合う前記半導体発光素子同士は異なる配向特性を有していることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記配向特性は略円錐形状および略逆円錐形状であることを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記半導体発光素子は一列状またはマトリックス状に配置されており、前記配置が一列状の場合は最外側部に位置する半導体発光素子は略円錐形状の配向特性を有し、前記配置がマトリックス状の場合は各角部に位置する半導体発光素子は略円錐形状の配向特性を有することを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか１項において、前記半導体発光素子のうち、ダイボンディングする側の電極同士が電気的に接続されていない互いに隣り合う前記半導体発光素子同士はボンディングワイヤで接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
材料および構造が同一で配向特性が略円錐形状および略逆円錐形状の異なる２種類の半導体発光素子を交互に実装すると共に、半導体発光素子を一列状に配置する場合は最外側部に略円錐形状の配向特性を有する半導体発光素子を配置し、半導体発光素子をマトリックス状に配置する場合は各角部に略円錐形状の配向特性を有する半導体発光素子を配置するようにした。
【００３３】
その結果、照射光の色むらを低減し、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を抑制した半導体発光装置を実現することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
照射光の色むらを低減し、照射光の光量および色度の局所的な経時劣化を抑制した半導体発光装置を実現する目的を、材料および構造が同一で配向特性が略円錐形状および略逆円錐形状の異なる２種類の半導体発光素子を交互に実装すると共に、半導体発光素子を一列状に配置する場合は最外側部に略円錐形状の配向特性を有する半導体発光素子を配置し、半導体発光素子をマトリックス状に配置する場合は各角部に略円錐形状の配向特性を有する半導体発光素子を配置するようにしたことによって実現した。
【００３５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図１３を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【実施例１】
【００３６】
図７は本発明の半導体発光装置に係わる実施例１の正面図、図８は図７のＡ−Ａ断面図、図９および図１０は半導体発光素子の実装説明図、図１１は内部結線図である。
【００３７】
本実施例は樹脂部材からなるランプハウス１と金属部材からなるリードフレーム２ａ、２ｂ、２ｃと半導体発光素子（以下、発光素子と略称する）３ａ、３ｂを備えており、ランプハウス１とリードフレーム２ａ、２ｂ、２ｃはリードフレーム２ａ、２ｂ、２ｃを樹脂材料でインサート成形することによって一体化されている。
【００３８】
また、ランプハウス１は開口４を有する凹部５を備えており、凹部５の内底面には互いに分離された３本のリードフレーム２ａ、２ｂ、２ｃの夫々の一方の端部となるボンディングパッド６ａ、６ｂ、６ｃが一列状に露出している。そして、最外側に位置する一対のボンディングパッド６ｂ、６ｃは夫々延長されてランプハウス１内を経て該ランプハウス１の外周面から外部に導出され、リードフレーム２ｂ、２ｃの他方の端部となる一対の外部接続端子７ｂ、７ｃはランプハウス１の外周面に沿って位置している。
【００３９】
そして、ランプハウス１の内底面に露出した３つのボンディングパッド６ａ、６ｂ、６ｃのうち、中央に位置するボンディングパッド６ａには発光素子３ａ、３ｂが２個ダイボンディングされており、２個の発光素子３ａ、３ｂの夫々のダイボンディング側に形成された電極と前記２個の発光素子３ａ、３ｂがダイボンディングされたボンディングパッド６ａとの電気的導通が図られている。また、ランプハウス１の内底面に露出した３つのボンディングパッド６ａ、６ｂ、６ｃのうち、最外側に位置する一対のボンディングパッド６ｂ、６ｃのうち一方のボンディングパッド６ｂには発光素子３ｂが１個ダイボンディングされており、該発光素子３ｂのダイボンディング側に形成された電極と前記１個の発光素子３ｂがダイボンディングされたボンディングパッド６ｂとの電気的導通が図られている。これら３つの発光素子３ａ、３ｂは一列状に載置されている。
【００４０】
この場合、発光素子３ａ、３ｂは材料および構造が同一で大きさもほぼ等しく、ダイボンディング側およびワイヤボンディング側共に、Ｐ電極（アノード電極）およびＮ電極（カソード電極）の形成が可能である。つまり、発光スペクトル分布が等しい発光素子において、ダイボンディング側をＮ電極、ワイヤボンディング側をＰ電極とすることも、ダイボンディング側をＰ電極、ワイヤボンディング側をＮ電極とすることも可能である。
【００４１】
更に、発光素子３ａ、３ｂは外形形状の違いによって配向特性が異なり、発光素子を変えることによって図５に示すような略逆円錐形状の配向特性、および図６に示すような略円錐形状の配向特性のいずれかを備えることができる。
【００４２】
本実施例の場合、図９および図１０のようにダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子を交互に載置している。また、図８でわかるように、最外側に略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂを載置すると同時に、略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂと略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ａを交互に載置している。
【００４３】
この場合、略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ａとして図５のように発光素子の出力ピークが４５°〜７５°近傍にあるものを用いることが好ましく、略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂとして、前記略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子よりも高角度（水平方向側）に出力ピークを有する発光素子、好ましくは８０°〜９０°近傍に出力ピーク有する発光素子を用いる。
【００４４】
更に、略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子の代わりに出力ピークが０°（法線方向）もしくは０°〜３０°近傍にある発光素子を用いた場合、その領域の、透光性樹脂に蛍光体を混入した封止樹脂内を通過する光が局所的に増大して色度むらが生じやすくなる。よって、蛍光体濃度の低減が難しくなるために法線方向に出力ピークを有する発光素子は好ましくない。そのため、略４５°よりも高角度（水平方向側）に出力ピークを有する発光素子であれば上記問題を生じることは少なく、より好ましくは６０°近傍に出力ピークを有するものとすると良い。
【００４５】
そして、中央に位置するボンディングパッド６ａに載置された２個の発光素子３ａ、３ｂのうち、発光素子が載置されていないボンディングパッド６ｃ側に載置された発光素子３ｂは、その発光素子３ｂのワイヤボンディング側に形成された電極と前記発光素子が載置されていないボンディングパッド６ｃとがボンディングワイヤ８によってワイヤボンディングされ、電気的導通が図られている。また、他の２個の発光素子３ａ、３ｂは夫々のワイヤボンディング側に形成された電極同士がボンディングワイヤ８によってステッチボンディングされ、電気的導通が図られている。更に、中央に位置するボンディングパッド６ａに載置された２個の発光素子３ａ、３ｂは夫々のダイボンディング側に形成された電極同士が前記２個の発光素子３ａ、３ｂがダイボンディングされたボンディングパッド６ａによって電気的に導通している。
【００４６】
よって、本実施例の半導体発光装置の内部結線は図１１に示すような直列回路となっている。
【００４７】
更に、凹部５内には透光性樹脂に１種類以上の蛍光体を含有する封止樹脂９が充填され、発光素子３ａ、３ｂおよびボンディングワイヤ８が樹脂封止されている。封止樹脂９を構成する透光性樹脂は発光素子３ａ、３ｂを水分、塵埃およびガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ８を振動及び衝撃等の外力から保護する働きを有すると共に、発光素子３ａ、３ｂの光出射面と封止樹脂９が界面を形成することによって、発光素子３ａ、３ｂの光出射面と界面を形成する部材の屈折率を該発光素子３ａ、３ｂの光出射面を形成する半導体材料の屈折率に近づけて、発光素子３ａ、３ｂの光出射面から封止樹脂９内に入射する発光光の光取出し効率を向上させる役割も担っている。
【００４８】
なお、封止樹脂９を構成する蛍光体の機能については、上記「背景技術」で説明しているのでここでは説明を省略する。
【００４９】
上記構成の半導体発光装置において、ランプハウス１の外周面に沿って位置する一対の外部接続端子７ｂ、７ｃ間に所定の電圧を印加すると、直列に接続された３個の発光素３ａ、３ｂが発光を開始し、３個の発光素子３ａ、３ｂの夫々から出射した光によって図８に示すような配向が得られる。
【００５０】
そして、配向領域内に分散された蛍光体が発光素子３ａ、３ｂから出射されたが光によって励起され、波長変換された光が蛍光体から封止樹脂９内を導光されて外部に照射される。このとき、上述したように、発光素子３ａ、３ｂから出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて青色の補色となる黄色光に波長変換する蛍光体を用いることにより、発光素子３ａ、３ｂから出射された青色光の一部が蛍光体を励起することによって波長変換された黄色光と、発光素子から出射された青色光との加法混色によって白色光に近い色度の光を得ることができる。
【００５１】
同様に、発光素子３ａ、３ｂから出射される光が青色光の場合、青色光に励起されて緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する２種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、発光素子３ａ、３ｂから出射された青色光が蛍光体を励起することによって波長変換された緑色光及び赤色光と、発光素子３ａ、３ｂから出射された青色光との加法混色によって白色光にほぼ等しい色度の光を得ることができる。
【００５２】
また、発光素子３ａ、３ｂから出射される光が紫外光の場合、紫外光に励起されて青色光、緑色光及び赤色光にそれぞれ波長変換する３種類の蛍光体を混合したものを用いることにより、発光素子３ａ、３ｂから出射された紫外光が蛍光体を励起することによって波長変換された青色光、緑色光及び赤色光の加法混色によって白色光にほぼ等しい色度の光を得ることができる。
【００５３】
更に、発光素子３ａ、３ｂから出射される光と蛍光体とを適宜に組み合わせることによって白色光にほぼ等しい、あるいは白色光に近い色度の光以外の種々な色度の光を得ることができる。
【００５４】
なお、本実施例においては、発光素子の形状を変えることによって該発光素子の配向を制御したが、電極（特にワイヤボンディング側の電極）の形状および／または大きさを変えることによって配向制御を行なうことも可能である。また、発光素子の形状と電極の形状および／または大きさとを同時に変えることによっても配向制御は可能である。
【００５５】
次に、本実施例の効果について説明する。まず、３個の発光素子３ａ、３ｂを一列状に実装するにあたって、最外側に略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂを載置すると同時に、略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂと略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ａを交互に載置した。その結果、図８に示す配向が得られた。
【００５６】
この配向は図１５および図１７で示す従来の半導体発光装置に比べて隣り合う発光素子３ａ、３ｂ間において互いの配向が重なる領域が極めて小さく、発光素子３ａ、３ｂから出射した光は半導体発光装置の封止樹脂９内にほぼ均一に照射される。
【００５７】
そのため、半導体発光装置の封止樹脂９を構成する透光性樹脂および蛍光体は全域に亘って劣化速度が均一に保たれ、半導体発光装置の駆動累積経過時間に係わらず輝度および色度むらの発生は少ない。
【００５８】
また、最外側に略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂを載置したことによって図１５で示す従来の半導体発光装置の配向のような発光素子３ａ、３ｂからの到達光量の少ない領域もほとんど存在しない。よって、封止樹脂９内に分散された蛍光体は全域に亘ってほとんど均一に励起され、色度むらの少ない半導体発光装置を実現できる。
【００５９】
一方、図１７に示す従来の半導体発光素子の場合、発光素子からの到達光量の少ない領域に分散された蛍光体で波長変換される光の量を基準にして透光性樹脂に混入する蛍光体の濃度が設定される。よって、この領域での波長変換光量を一定量確保するために透光性樹脂に混入する蛍光体の濃度が高く設定されている。
【００６０】
それに対し、本実施例においては封止樹脂９内に分散された蛍光体は全域に亘ってほとんど均一に励起されるため、透光性樹脂に混入する蛍光体の濃度を従来の半導体発光装置より低減させても、従来の半導体発光装置に相当する色度の照射光を得ることができる。そのため、蛍光体の使用量が低減される分、材料費を削減することができる。
【００６１】
発明者等の試算によれば、従来の半導体発光装置に対して２０〜３０％程度の蛍光体を低減できることが見込まれている。
【００６２】
更に、蛍光体は上述したような励起光を波長変換する働きと共に、光の一部を吸収および散乱させる性質も有しており、吸収、散乱された光のほとんどは熱に変わって外部に照射されることはない。従って、蛍光体の濃度を高めることは半導体発光装置の輝度の低下に繋がるものであった。
【００６３】
それに対し、本実施例では蛍光体の濃度を低減できるために半導体発光装置の高輝度化を可能にするものである。また、高輝度化は省エネルギー化にも繋がる。
【００６４】
更に、複数の発光素子３ａ、３ｂを実装して直列に内部結線した半導体発光装置を実現するにあたって、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子を交互に載置すると共に、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子を共通のボンディングパッド６ａにダイボンディングするようにした。そして隣り合うボンディングパッド６ａ、６ｂの夫々に載置された発光素子３ａ、３ｂ同士をボンディングワイヤ８でステッチボンディングすることによってボンディングパッド６ａ、６ｂ間の電気的接続が図られている。
【００６５】
その結果、発光素子を載置するボンディングパッドの数を低減させることができ、リードフレームの構造の簡略化ができる。リードフレームは一般的に金型によるプレス加工によって成形されるため金型の構造が簡単になり、金型費の低減が可能になる。
【００６６】
また、一列状に載置した発光素子の互いに隣り合う発光素子の間にはワイヤボンディングが施されないためワイヤボンディング用のパッドを設ける必要がない。そのため、発光素子の配置間隔が短くできるために半導体発光装置の小型化が可能となる。
【実施例２】
【００６７】
図１２は本発明の半導体発光装置に係わる実施例２の平面図である。本実施例は上記実施例１に対して発光素子の実装数を増やした点が異なる。
【００６８】
本実施例は、複数の発光素子３ａ、３ｂを実装して直列に内部結線した半導体発光装置を実現するにあたって、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子を交互に載置すると共に、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子３ａ、３ｂを共通のボンディングパッド６ａにダイボンディングし、前記ボンディングパッド６ａが複数個一列状に配置されている。そして隣り合うボンディングパッド６ａの夫々に載置された発光素子３ａ、３ｂ同士をボンディングワイヤ８でステッチボンディングすることによって隣り合うボンディングパッド６ａ間の電気的接続が図られている。
【００６９】
また、最外側に略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂを載置すると同時に、略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂと略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ａを交互に載置している。
【００７０】
本実施例は実施例１と基本構成が同一であるため、効果についても実施例１と同様の効果が得られるが、特に本発明は発光素子の実装数が増えるにつれて従来の半導体発光装置に対して効果が増大する。
【００７１】
例えば、架空配線するボンディングワイヤの本数を比較すると、発光素子の実装数が偶数の場合、発光素子の実装数をｎ、ボンディングワイヤの本数をＷとすると、従来の半導体発光装置では
Ｗ＝ｎ−１
となり、本発明の半導体発光装置では
Ｗ＝（ｎ／２）＋１
となる。従って、その差（ｎ−４）／２本のボンディングワイヤが節約されたことになる。
【００７２】
因みに、発光素子の実装数が６個のときは１本、実装数が１０個になると３本のボンディングワイヤの節約となる。
【００７３】
同様に、発光素子の実装数が奇数の場合、本発明の半導体発光装置では
Ｗ＝（ｎ＋１）／２
となる。従って、従来の半導体発光装置との差（ｎ−３）／２本のボンディングワイヤが節約されたことになる。
【００７４】
因みに、発光素子の実装数が５個のときは１本、実装数が９個になると３本のボンディングワイヤの節約となる。
【００７５】
その結果、ボンディングワイヤが節約できた分、材料費の低減で製造コストを下げることができる。
【実施例３】
【００７６】
図１３は本発明の半導体発光装置に係わる実施例３の平面図である。本実施例は複数の発光素子３ａ、３ｂをマトリックス状に載置したものである。この場合も上記実施例１および実施例２と同様に各発光素子３ａ、３ｂは半導体発光装置内で直列に内部結線されており、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子を結線に基づいて順次交互に載置すると共に、ダイボンディング側をＮ電極（このときワイヤボンディング側はＰ電極）とした発光素子と、ダイボンディング側をＰ電極（このときワイヤボンディング側はＮ電極）とした発光素子３ａ、３ｂを共通のボンディングパッド６ａにダイボンディングし、前記ボンディングパッド６ａが複数個面状に配置されている。そして結線に基づいて隣り合うボンディングパッド６ａの夫々に載置された発光素子３ａ、３ｂ同士をボンディングワイヤ８でステッチボンディングすることによってボンディングパッド６ａ間の電気的接続が図られている。
【００７７】
また、マトリックス状の各角部に位置する半導体発光素子に略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂを載置すると同時に、略円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ｂと略逆円錐形状の配向特性を備えた発光素子３ａを結線に基づいて交互に載置している。
【００７８】
本実施例は光学素子３ａ、３ｂが面状に載置されており、上記実施例２における効果がそのまま面としての効果に反映される。
【００７９】
つまり、ボンディングワイヤによる架空配線のほとんどが発光素子間のステッチボンディングで行なわれるため、発光素子を載置するボンディングパッドの数が低減すると共に、ワイヤボンディング用のパッドが１つまたは２つとなり、更に発光素子の配置エリア内にボンディングパッドから延びる配線用の引き回しが不要となる。その結果、マトリックス状に載置された発光素子の間隔を狭めることが可能となり、発光素子の載置エリアが縮小されて半導体発光装置の小型化が実現できる。
【００８０】
なお、本発明の半導体発光装置は、液晶バックライト、プリンタ用読取光源、パネル照明装置、一般照明装置、車両用灯具用光源および各種インジケータ等、様々な分野の光源装置として使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】半導体発光素子の斜視図である。
【図２】他の半導体発光素子の斜視図である。
【図３】更に他の半導体発光素子の斜視図である。
【図４】図１の半導体発光素子の指向特性である。
【図５】図２の半導体発光素子の指向特性である。
【図６】図３の半導体発光素子の指向特性である。
【図７】実施例１の正面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】実施例１の半導体発光素子の実装説明図である。
【図１０】実施例１の他の半導体発光素子の実装説明図である。
【図１１】実施例１の内部結線図である。
【図１２】実施例２の平面図である。
【図１３】実施例３の平面図である。
【図１４】従来例の正面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】他の従来例の正面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１    ランプハウス
２ａ、２ｂ、２ｃ    リードフレーム
３ａ、３ｂ、３ｃ    半導体発光素子
４    開口
５    凹部
６ａ、６ｂ、６ｃ    ボンディングパッド
７ｂ、７ｃ    外部接続端子
８    ボンディングワイヤ
９    封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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